GEOLOGÍA

 

La Historia geológica de las Arañas (Araneae)

Paul A. Selden

Introducción

     Los arácnidos son raros en el registro fósil debido a la naturaleza terrestre de sus hábitats, alejados de los lugares donde se depositaron sedimentos para formar rocas, y a sus esqueletos blandos, biodegradable. Sin embargo, entre los arácnidos fósiles (Dunlop, en este volumen) las arañas son relativamente frecuentes, y se conocen de todos los períodos geológicos a partir del Devónico, con excepción del Pérmico. En este capítulo se revisa en orden cronológico el registro fósil de arañas de cada período geológico.

Visión de conjunto de la clasificación de las arañas

     Las arañas (orden Araneae) se distinguen de otros órdenes de arácnidos por algunos caracteres derivados exclusivos (autapomorfías), entre los que se incluyen glándulas sericígeas opistosómicas, glándulas venenosas quelicerales, uñas o ganchos quelicerales lampiños y una articulación especializada de la patela y la tibia (Selden et al., 1991). En su aspecto externo, las arañas son conservadoras en cuanto que carecen de los rasgos morfológicos distintivos de otros órdenes de arácnidos, como los pedipalpos quelados de escorpiones, pseudoescorpiones y ricinúlidos, los grandes pedipalpos espinosos de amblipígidos y uropígidos, y las patas alargadas de muchos opiliónidos.

     El orden Araneae se divide en dos subórdenes: Mesothele y Opisthothelae, subdividiéndose estos últimos en los infraórdenes Mygalomorphae y Araneomorphae. Las mesotélidas son las arañas actuales más primitivas que se conocen, y entre ellas se encuentra el género Liphistius, del sureste de Asia. Liphistius se distingue fácilmente de otras arañas actuales por conservar caracteres primitivos (plesiomorfías) tales como los terguitos opistosómicos, cuatro pares de hileras en posición anterior en la cara ventral del opistosoma, y uñas quelicerales en posición paralela al eje del cuerpo que se cierran sobre el eje longitudinal de los quelíceros (ortognatos). Entre las autapomorfías de los Mesothelae están: tricobotrias modificadas, coxas del cuerto par invaginadas, hileras laterales seudosegmentadas, espolones tibiales y un esternón (sternum) profundo y estrecho. Dentro de los Opisthothelae, los migalomorfos (las llamadas tarántulas y arañas de trampilla, de embudo y ornitófagas) presentan algunas plesiomorfías, como quelíceros ortognatos, pero también autapomorfías, como la pérdida completa de las hileras anterocentrales. Los migalomorfos son un grupo de mucho más éxito que los mesotélidos, y se encuentran en todos los continentes (en general de clima cálido) salvo en la Antártida. Los araneomorfos son el grupo de mayor éxito, y los más ampliamente distribuidos. Mientras la mayoría de migalomorfos y de mesotélidos viven escondidos en madrigueras o escondites de hilos de seda, muchos araneomorfos son diurnos, cazando y contruyendo telas muy visibles. Los araneomorfos evolucionaron de forma paralela a los insectos voladores, y han desarrollado una gran variedad de ingeniosas tácticas para la captura de una amplia diversidad de insectos. Los araneomorfos se pueden distinguir de los migalomorfos por sus uñas quelicerales, que en general están en ángulo recto al eje mayor del cuerpo del animal (labidognatos), entre otros rascos. Teniendo en cuenta esta breve panorámica, es lógico pensar que los mesotélidos se encontrarán en estratos más antiguos que los migalomorfos, que a su vez aparecerán antes que los primeros araneomorfos. En general esto es cierto, pero el registro fósil es incompleto, y una araña fósil (Attercopus) presenta rasgos más primitivos, incluso, que los Mesothelae.

La Era Paleozoica.

     Desde los orígenes del planeta Tierra, hace unos 4.600 millones de años (Ma), buena parte del tiempo transcurrido hasta nuestros días se caracteriza por unas condiciones en la superficie del planeta inhóspitas para la vida o sólo adecuadas para la existencia de microbios. Unicamente las rocas que se remontan a aproximadamente la última décima parte de este período (los últimos 570 Ma - el Fanerozoico) muestran señales abundantes de vida animal, en forma de fósiles. La vida terrestre permanente emergió de los máres a tierra firme en el Silúrico (≈ 414 Ma; ver Dunlop, en este volumen). Entre estos primeros fósiles conocidos de animales terrestres figuran arácnidos trigonotárbidos, que están estrechamente emparentados con las arañas. De hecho, es posible que las arañas coexistieran con los trigonotárbidos incluso desde el Silúrico tardío. Sin embargo, la araña fósil más antigua que se conoce se remonta a los inicios del Devónico, hace unos 380 Ma.

     Los paleobotánicos Doug Grierson y Pat Bomano fueron los primeros en descubrir diminutos fragmentos de animales en sus muestras, en el transcurso de sus estudios de las plantas fósiles de un depósito de finales del Devónico en Gilboa, en las montañas Catskill de Nueva York. Las cutículas orgánicas de las plantas y animales fósiles se aislaron de la matriz rocosa silícea mediante el uso de ácido hidrofluorhídrico (HF); los diminutos fragmentos, están montados en portaobjetos y se estudian con grandes aumentos y luz transmitida. Entre los trozos de cutícula animal se descubrió una hilera de araña: la prueba más antigua del uso de seda por arañas y por cualquier animal (Shear et al., 1989). La hilera se correspondía con otros fragmentos de cutícula de la muestra que previamente habían sido atribuidos, provisionalmente, a Trigonotarbida (Shear et al., 1987). Así, la araña más antigua conocida fue descrita por Selden et al. (1991) como Attercopus fimbriunguis (Shear, Selden & Rolfe, 1987). Aunque es, indudablemente, una araña, como lo demuestra la presencia de glándulas sericígeas (evidentes gracias a las fúsulas), uñas quelicerales lampiñas y la articulación patelotibial especializada, Attercopus presenta caracteres más primitivos que todos los demás miembros del orden. Es, por tanto, el grupo hermano de todas las demás arañas incluidas las mesotélidas. Attercopus es la única araña que conocemos del Devónico; Palaeocteniza crassipes Hirst, 1923, del yacimiento escocés de Rhynie Chert, del Devónico medico, y Archaeometa? devonica, de Alken-an-der-Mosel, Alemania, que se habían descrito como posibles arañas, son casi con certeza un trigonotárbido joven (Selden et al., 1991) y un fósil desconocido, respectivamente. Todas las demás arañas paleozoicas proceden de estratos carboníferos del Carbonífero superior de Europa y Estados Unidos.

     Un número relativamente importante de arácnidos fósiles procedentes de estratos del Carbonífero superior de Europa y Estados Unidos han sido atribuidos a Araneae. Muchos de ellos se describieron en la segunda mitad del siglo pasado y Fric (1904) ilustraba muchos de Europa oriental. Entre ellos se encuentra uno de Silesia (Polonia) que aparentemente posee largas hileras. Desgraciadamente, este espécimen, Protolycosa anthracophila, se perdió durante la Segunda Guerra Mundial, y han fracasado todos los intentos realizados posteriormente para encontrarlo. Protolycosa también también tenía terguitos opistosómicos que, aun siendo un carácter plesiomórfico, sugieren que se trataba de un Mesothelae. Igualmente, un puñado de especímenes de la localidad checa de Rakovnik presentan terguitos opistosómicos, pero las supuestas hileras descritas de algunos de ellos son poco convincentes cuando se estudian en detalle los ejemplares.

     Entre las arañas mejor conservadas del Carbonífero se cuentan las de la afamada localidad de Mazon Creek, en Illinois, Estados Unidos, Sus fósiles aparecen en concreciones de mineral de hierro, que conservan los animales con algo de relieve, Arthrolycosa antiqua y Arthrolycosa danielsi proceden de esta localidad; se encuentran actualmente en estudio por el autor con vistas a una monografía sobre las arañas del Carbonífero. Los primeros estudios indican que los fósiles de Mazon Creek presentan más detalle de lo que se suponía hasta ahora; presentan terguitos opistosómicos y puede que presenten hileras. Sin embargo, la única araña del Carbonífero descrita hasta la fecha que presenta sin ninguna duda hileras (y es claramente una araña, por tanto) procede de la localidad de Montceau-les-Mines, Francia. Las arañas fósiles de esta localidad se han descubierto y descrito hace muy poco tiempo (Selden, 1996a, b). Se conocen dos especímenes, que se suponen de la misma especie; fueron descritos con el nombre de Eothele montceauensis Selden, 1996b. La presencia de hileras (y por consiguiente, presumiblemente, de glándulas productoras de seda), de un pedicelo y un opistosoma flexible con terguitos patentes, la morfología del cefalotórax y del esternón, así como la morfología del cefalotorax y del externón, así como la ausencia de las autapomorfías de otros grupos de arácnidos indican que realmente son arañas. Se puede distinguir una autapomorfía de los mesotélidos, el esternón profundo y estrecho; además, los terguitos opistosómicos dorsales, los dos opérculos ventrales (que cubren los dos pares de filotráqueas), los quelíceros ortognatos y las hileras anteromedias plenamente desarrolladas, apuntan a los Mesothelae. La araña de Montceau es por tanto el registro más antiguo de un Mesothelae fósil.

     Se conocen algunas arañas más del Carbonífero de otras localidades, como Coseley (Worcestershire), Writhlington (Somerset) y la cuenca carbonífera de Kent, todas en Gran Bretaña, y las Cévennes, en Francia. Un espécimen gigante, Megarachne, se describió, como araña migalomorfa fósil, de Argentina (Hünicken, 1980). Este animal se calcula que tenía, en vida, 50 cm con las patas extendidas, y tiene una enorme estructura en forma de pala delante del cefalotórax, que se interpreta como quelíceros cavadores. El opistosoma lleva un único terguito dorsal anterior, siendo por lo demás blando. Algunos autores han sugerido que es bastante diferente de una araña, pero no está claro qué otra cosa podría ser. Al carecer de apomorfías de araña, su identidad seguirá siendo discutible hasta que se disponga de más información.

     Algunos especímenes de arácnidos del Carbonífero se han encuadrado en el infraorden Araneomorphae en atención a que su aspecto se parece al de ciertas familias de araneomorfos actuales. Entre ellos están dos géneros con formas de largas patas procedentes de la localidad británica de Coseley, Archaeometa y Arachnometa, y los géneros Eopholcus, Pyritaranea y Pleurolycosa, de la localidad checa de Nyrany. Los especímenes británicos se han conservado como moldes externos en nódulos de mineral de hierro, pero los especímenes checos se presentan como películas plateadas sobre una pizarra negra. Como consecuencia de esto, los especímenes checos son muy bonitos de aspecto, pero presentan poco detalle morfológico. Mi estudio sobre estos especímenes con vistas a una monografía de próxima aparición ha demostrado, en primer lugar, que los especímenes británicos no son arañas y pueden ser algún otro arácnido; en segundo lugar, los especímenes checos ciertamente tienen un aspecto muy semejante al de las arañas, pero no se aprecian en ellos apomorfías de los araneomorfos.

     Para acabar esta sección, digamos que sólo hay pruebas de la existencia de arañas del suborden Mesothelae en el Paleozoico (Selden, 1996a, b), pero no se puede descartar la presencia de arañas araneomorfas y migalomorfas; cuando menos, el antepasado común de estos grupos debe haber estado presente en el Carbonífero.

La Era Mesozoica.

     No se conocen arañas del Pérmico, con lo que los siguientes fósiles de Araneae, por antigüedad, después del Carbonífero, son del Triásico. La primera especie de arala del Triásico que se describió fue Rosamygale grauvogeli Selden & Gall, 1992, de la parte norte de los Vosgos, en el noreste de Francia. Este animal, del que se conocen diez ejemplares, es el migalomorfo más antiguo conocido. Pertenece a la familia Hexathelidae, presente en la actualidad, que incluye las célebres arañas embudo de Sydney (Atrax spp.), de Australia, muchos otros géneros australianos y neozelandeses y las grandes Macrothele mediterráneas. Rosamygale se conserva en roca sedimentaria fina, y el fósil contiene abundante fosfato. Las características de los sedimentos indican que estas arañas vivían en un lugar costero semiárido. La interpretación es que las arañas se vieron envueltas en inundaciones marinas ocasionales que mezclaron animales marinos y terrestres. Al retirarse las aguas los animales muertos quedaron recubiertos, en las charcas estancadas, por finas capas microbianas que impidieron la desconposición y la pérdida del fosfato. El hecho de que en el Triásico estén presentes en esta zona los hexatélidos, una familia a la que generalmente se atribuye una distribución gondwánica, indica una amplia distribución de la familia en esta época.

     El año pasado salieron a la luz otros dos casos de arañas triásicas, en Sudáfrica y Virginia. Em Ambos casos aparecen las arañas como películas plateadas sobre roca sedimentaria pizarrosa de color negro. Como las formas del Carbonífero encontradas en Nyrany, estas arañas tienen aspecto de araneomorfos, pero carecen de las apomorfías que definen a este infraorden. En estos casos, sin embargo,  hay suficiente detalle morfológico como para indicar que es probable un parentesco con los araneomorfos, y por consiguiente constituyen los representantes más antiguos del infraorden. Por su aspecto recuerdan a los actuales araneidos constructores de telas.

     Se han documentado muy pocas arañas jurásicas. Hasta el descubrimiento de los araneomorfos triásicos, el miembro más antiguo conocido del grupo era Juraraneus rasnitsyni Eskov, 1984, que fue incluido en la familia monotípica de los Juraraneidae, en Araneoidea. Juraraneus está bien conservado pero poco documentado, y es difícil estar seguro de si su posición sistemática está justificada. Eskov (1987) ha descrito también especímenes de la antigua familia Archaeidae del Jurásico de Kazakstán, y está describiendo miembros de la enigmática familia Filistatidae de la misma zona (Eskov, 1990).

     Se conocen más arañas fósiles del Cretácico que del Jurásico. Eskov & Zonshtein, 1990 describen una serie de migalomorfos de estratos del Cretácico medio de Transbaikalia y Mongolia central. Los encuadran en las actuales familias Mecicobothriidae, Antrodiaetidae y Atypidae. Como Juraraneus, estos fósiles de arañas están bien conservados pero escasamente documentados, así que sus relaciones filogenéticas son provisionales.

     El material de araneomorfos de origen Cretácico ha puesto de relieve la diversidad que presentaba la fauna de arañas de aspecto moderno en este período. Algunos especímenes ofrecen demasiado poco detalle morfológico y no tienen por ello mucho valor (Jell & Duncan, 1986), pero Selden (1990) describe algunos especímenes del Cretácico inferior de Montsec, noreste de España, conservados en un estado excelente en caliza de grano fino. Entre los especímenes hay dos tipos de arañas araneomorfas: cribeladas, que llevan un cribelo (hileras anteromedias modificadas) y un calamistro (fila de cerdas en los tarsos del cuarto par de patas), que juntos producen seda lanosa, muy adecuada para que se enreden los pelos de las presas; y ecribeladas, que carecen de esas estructuras pero usan gotitas de sustancia pegajosa para cazar las presas. Hay familias de arañas tejedoras de telas entre los araneomorfos cribelados y entre los ecribelados, y los aracnólogos llevan muchos años discutiendo si la telaraña es consecuencia de una evolución paralela en estos dos grupos o bien ha aparecido sólo una vez (en los cribelados), con la pérdida del cribelo y el calamistro en algunas familias de ecribelados, que habrían conservado la capacidad de tejer telarañas y usan sustancias pegajosas para atrapar a las presas. La segunda hipótesis parece ser la correcta. Es interesante comprobar que en el depósito de Montsec aparecen tanto arañas tejedoras de telarañas cribeladas (probablemente un ulobórido) como ecribeladas (tetragnátidos y otros araneidos).

     Se están descubriendo muchos fósiles nuevos en rocas cretácicas, especialmente del ámbar canadiense y las calizas de la Formación Crato del noreste de Brasil. Los de esta última están exquisitamente conservados hasta los más finos detalles a causa de infiltración por goetita marrón (hidráxido de hierro), que contrasta magníficamente con la caliza, de color ocre pálido. Las arañas de esta localidad son en estos momentos objeto de estudio por el autor, y entre ellas hay araneomorfos y migalomorfos. Evidentemente, el Mesozoico contempló el desarrollo de una fauna de arañas muy semejante a la de hoy, y muchos fósiles de arañas del Mesozoico se pueden encuadrar en familias actuales. Es posible que se produjeran pocos cambios en la fauna de Araneae en el período de extinciones de finales del Cretácico que afectó a los dinosáurios, ammonites y algunos otros grupos.

La Era Cenozoica.                           

     Las arañas del Cenozoico (períodos Paleogeno, Neógeno y Cuaternario) son las más parecidas a las actuales. S han documentado gran cantidad de especies, sobre todo de depósitos de ámbar del Báltico y de la República Dominicana. Se conocen otras arañas conservadas en ámbar, y hay localidades con fósiles de arañas conservados en ambientes sedimentarios más convencionales. Aparte de las familias con representantes vivos, se han descrito familias fósiles a partir de arañas conservadas en ámbar, especialmente a cargo de Petrunkevitch (1922, 1942, 1958). La familia Archaeidae Koch & Berendt, 1854, se describió por primera vez a partir de un fósil en ámbar, antes de que se encontrasen representantes vivos en el hemisferio sur, y ahora es conocida también del Jurásico (Eskov, 1987). Un problema de los especímenes conservados en ámbar es que es posible que algunos procedan de falsos trozos de ámbar; en ocasiones, vendedores de piedras preciosas poco escrupulosos venden copal reciente como ámbar antiguo, o deliberadamente meten arañas muertas en ámbar auténtico para aumentar el valor de las piezas. Se han puesto de manifiesto falsificaciones como éstas en el caso de insectos del ámbar, y no cabe duda de que algunas arañas del ámbar "fósil" resultarán no ser auténticas.

     El principal interés del estudio de las arañas cenozoicas reside en la información biogeográfica que proporcionan. Por ejemplo, muchas de las familias de las arañas presente  en el ámbar báltico están actualmente restringidas a zonas tropicales y subtropicales y hoy no se encontrarían en la región del Báltico. Durante el Paleógeno, la región del ámbar Báltico era claramente más cálida que en la actualidad, como demuestran los tipos de plantas y animales encontrados en el ámbar. El final del Neógeno estuvo marcado por el principio de un enfriamiento global y el crecimiento, en ocasiones, de los casquetes polares más allá de sus límites actuales. Las distribuciones cuaternarias y recientes de las familias de arañas son probablemente más bien atípicas en comparación con su distribución a lo largo de la mayor parte de sus historia geológica.

El futuro.

     Se han documentado nuevos hallazgos en muchos lugares durante este capítulo, y hay un suministro casi constante de material nuevo y excitante que sale a la luz y va aumentando progresivamente nuestros conocimientos sobre la historia geológica de las arañas. Los datos sobre la historia geológica de las arañas es útil para la reconstrucción de los ecosistemas terrestres del pasado y por el importante papel que las arañas deben haber tenido en el pasado (como en el presente), pero también porque proporciona fechas mínimas para los momentos en que se han producido divergencias en la historia filogenética de este fascinante grupo de animales.

Bibliografía:

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TABLA 1

 
Orden ARANEAE Devónico (Givetiense) - Actual
   
     Suborden MESOTHELAE Carbonífero (Westfaliense) - Actual
               ARTHROLYCOSIDAE Carbonífero (Westfaliense)
               ARTHROMYGALIDAE Carbonífero (Westfaliense - Estefaniense)
   
     Suborden OPISTHOTHELAE Triásico (Anisiense) - Actual
   
          Infraorden MYGALOMORPHAE Triásico (Anisiense) - Actual
               ATYPIDAE Cretácico (?Albiense) - Actual
               ANTRODIAETIDAE Cretácico (?Albiense) - Actual
               CTENIZIDAE Paleógeno (Chattiense) - Actual
               MECICOBOTHRIIDAE Cretácico (?Albiense) - Actual
               HEXATHELIDAE Triásico (Anisiense) - Actual
               DIPLURIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               NEMESIIDAE Paleógeno (Chattiense) - Actual
               BARYCHELIDAE Paleógeno (Chattiense) - Actual
               THERAPHOSIDAE Paleógeno (Chattiense) - Actual
   
          Infraorden ARANEOMORPHAE Jurásico (Aaleniense/Bajociense) - Actual
               SICARIIDAE Paleógeno (Chattiense) - Actual
               SCTYTODIDAE Paleógeno (Chattiense) - Actual
               LEPTONETIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               OCHYROCERATIDAE Paleógeno (Chattiense) - Actual
               PHOLCIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               CAPONIIDAE Paleógeno (Chattiense) - Actual
               TETRABLEMMIDAE Paleógeno (Chattiense) - Actual
               SEGESTRIIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               DYSDERIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               OONOPIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               ARCHAEIDAE Jurásico (Calloviense/Kimmeridgiense) - Actual
               PALPIMANIDAE Paleógeno (Ypresiense) - Actual
               MIMETIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               +ARTHRODICTYNIDAE Paleógeno (Estampiense)
               +SPATIATORIDAE Paleógeno (Estampiense)
               ERESIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               OECOBIIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               HERSIILIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               ULOBORIDAE Paleógeno (Chattiense) - Actual
               CYATHOLIPIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               NESTICIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               THERIDIIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               THERIDIOSOMATIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               SYMPHYTOGNATHIDAE Paleógeno (Chattiense) - Actual
               ANAPIDAE Paleógeno (Chattiense) - Actual
               LINYPHIIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               TETRAGNATHIDAE Cretácico (Barriasiense/Valanginiense) - Actual
               ARANEIDAE Paleógeno (Luteciense) - Actual
               +ADJUTORIDAE Paleógeno (Estampiense)
               +JURARANEIDAE Jurásico (Aaleniense/Bajociense)
               LYCOSIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               PISAURIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               AGELENIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               ARGYRONETIDAE Neógeno (Burdigaliense) - Actual
               HAHNIIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               DICTYNIDAE Paleógeno (Ypresiense) - Actual
               AMARUROBIIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               +INSECUTORIDAE Paleógeno (Estampiense)
               PSECHRIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               ZOROPSIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               OXYOPIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               ANYPHAENIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               CLUBIONIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               ZODARIIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               GNAPHOSIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               CTENIDAE Paleógeno (Chattiense) - Actual
               +INCEPTORIDAE Paleógeno (Estampiense)
               +PARATTIDAE Paleógeno (Estampiense)
               SELENOPIDAE Paleógeno (Chattiense) - Actual
               HETEROPODIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               PHILODROMIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               THOMISIDAE Paleógeno (Estampiense) - Actual
               SALTICIDAE Paleógeno (Ypresiense) - Actual
               +EPHALMATORIDAE Paleógeno (Estampiense)

 

Texto original:

Selden, P. A. 1996. La Historia geológica de las Arañas (Araneae). Boletín de la Socidad Entomológica Aragonesa 16, 105-108. ver archivo completo en PDF

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Complementariamente puedes consultar: